Реферат на тему:
Принципи керування проектуванням інформаційних систем управлінської
діяльності
Вступ
Проблема створення ефективної ІС як технологічної компоненти діяльності
органів державного управління є важливим практичним завданням проведення
адміністративної реформи.
Розробка та запровадження ІС визначається технологічним процесом (ТП)
проектування, що визначає дії, які виконуються з моменту визначення
вимог щодо проектування ІС до моменту її створення з забезпеченням цих
вимог [1]. Керування ТП – це планування, організація та контроль
виконання проекту від його ефективності залежить якість і
життєздатність проектованої ІС.
Методологія проектування програмного забезпечення за допомогою ТП
базується на концепціях та методах програмної інженерії [2-5], в межах
якої забезпечується реалізація великих програмних систем та їхня
конкурентноздатність [3].
ІС управлінської діяльності можна визначити як організаційно
упорядковану сукупність документів, інформаційних технологій з
використанням засобів обчислювальної техніки та зв’язку, що реалізують
інформаційні процеси у всьому обсязі обчислень [6]. Такі системи
належить до складних об’єктів, для яких характерні мультимодельність
представлення даних, велика зв’язність інформаційних компонентів,
необхідність залучення до процесів проектування спеціалістів різних
предметних галузей для урахування специфіки та особливості керування
цими процесами [7]. Тому однією з важливих задач є автоматизація
керування проектуванням ІС з використанням принципів та алгоритмів
методів математичного програмування, стохастичних мережних моделей та
моделей, побудованих на статистичних даних., які підтримують загальні
методи вирішення задач цього класу. Однак для предметної області
розробки IC управлінської діяльності ці принципи та моделі не є
достатніми [3] .
В зв’язку з цим, в статті пропонуються нові принципи моделювання й
оптимізації задач керування проектуванням ІС, починаючи з аналізу потреб
до створення відповідного програмного продукту. Для цього розроблені
формальні моделі управління проектуванням системи, ТП якої містить
множину процесів переробок різних сукупностей робіт, що наближає цей
метод до вимог спіральної моделі розробки програмних систем [3].
Застосування та апробація запропонованих принципів подається
на прикладі проектування ІС “Система нормативно-правового і методичного
забезпечення організації навчального процесу в загальноосвітніх
закладах України на базі мережі Інтернет” (№ держреєстрації
0101U006513), далі ІС “ЗНЗ”.
До етапів ТП проектування ІС “ЗНЗ” відносяться:
етап встановлення вимог;
етап специфікації вимог;
етап проектування архітектури;
етап реалізації;
етап інтеграції;
етап тестування;
етап супроводження
Згідно цих етапів [4] проведено моделювання задач керування ТП
проектуванням ІС “ЗНЗ”. Отримані результати були використані при
практичному створенні проекту, що завершено в 2002 році. Розпорядженням
МОН України ІС “ЗНЗ” введена в дію із реєстрацією в мережі Інтернет за
адресою www.znz.edu-ua.net.
Принципи керування проектуванням ІС
Процес керування ТП проектуванням ІС як послідовності дій, які
виконуються у заданих умовах з метою керування відноситься до класу
динамічних систем з великою кількістю елементів, складними зв’язками між
ними і стохастичним характером їх поведінки. Така система складається з
керуючої і керованої підсистем, з’єднаних між собою засобами
(каналами) передачі інформації. На вхід у систему надходить інформація
про потребу автоматизації певних функцій чи процесів, визначених базовим
документом, наприклад технічним завданням, а на виході – ІС із
заданими характеристиками (надійність, якість тощо).
Під керованою підсистемою розуміється ТП проектування, розробки
і використання ІС. Складовими частинами цієї підсистеми є ресурси
ТП – технічні засоби (ТЗ) і кількість виконавців. На підсистему
впливають зовнішні фактор: зміна вимог замовника, внутрішні збої,
ремонт ТЗ, простої через хвороби членів команд, помилки виконавців,
що приводять до повторення чи операцій етапів робіт.
Підсистема керування – це керування програмним проектом і засобами
автоматизації різних діяльностей учасників розробки ІС .
Керування розглядається як циклічно повторюваний процес
впливу органа керування на керований об’єкт, для якого на основі
способів обробки інформації й оцінки ситуації виробляється план
досягнення мети, контроль його виконання і корекції в залежності від
зміни умов і обстановки, вироблення нових впливів, вибраних з множин
варіантів плану.
Розглянемо постановку задачі керування проектом.
Припустимо, задано варіант плану (Х) виконання комплексу робіт
із проектування ІС за такими даними:
укрупнений сітковий графік виконуваних робіт G, що складається з
послідовності виконуваних робіт;
характеристика кожної li – роботи (li ( L), її обсяг qi і виду Wi ,
сукупність ресурсів R =, що включають трудові RL і
матеріальні RS, у тому числі кількість і їх види;
норми споживаних ресурсів по видах робіт NRi ( NR;
закон розподілу випадкових величин F = {F1,…, Fr}, що характеризують
вплив випадкових факторів: помилки при виконанні робіт, збої,
ремонт ТС тощо.
Потрібно визначити для заданого моменту часу усередині
планового періоду [t0,T] з вірогідністю Р з такими очікуваними
характеристиками ТП величину Y:
– терміни завершення окремих робіт і імовірність закінчення
роботи в заданий термін,
– обсяг необхідних ресурсів (загальний і по кожній роботі) та
обсяг робіт з урахуванням переробок:
Y = Y (X (G, R, L, NR ), F, t0 , T ) (1)
Нехай Х належить області D припустимих варіантів плану,
K(X) – критерій оптимальності варіантів плану. Потрібно знайти такий
X* ( D, при якому мінімізується заданий критерій
K (X*) = min K (X)
(2)
X(D
Використовуючи формули (1, 2), сформулюємо основні задачі
визначення плану:
1) складання такого плану Х при заданих R, G, L, NR, F, t0, T, щоб
вихідні параметри цього плану знаходилися в області YD
Y = Y (X) ( YD
(3)
2) вибір такого плану комплексу робіт Х, що буде оптимальним при
заданому критерії, і полягає в рішенні задачі (2).
У процесі виконання плану робіт згідно ТП проводиться
оперативний контроль, суть якого полягає у визначенні в момент t
розбіжності між фактичним станом ТП та значеннями його параметрів
згідно плану Х.
Адаптивна корекція плану здійснюється шляхом визначення
такого Х*, що виходить з поточного стану процесу і враховує
співвідношення (2) чи (3).
Найбільш розповсюдженими методами рішення таких задач є :
метод математичного програмування,
стохастичні мережні моделі,
моделі, побудовані на статистичних даних.
Метод математичного програмування не враховує вплив випадкових
факторів, що призводить до грубих оцінок ТП.
Стохастичні мережні моделі дозволяють враховувати такі
випадкові фактори ТП, як збій, ремонт ТЗ, хвороба виконавців тощо.
При цьому може не враховуватись специфіка ТП як процесу з множиною
переробок різних сукупностей робіт, що спричиняються помилками
виконавців.
Прийнятним інструментом є відомі моделі оцінки термінів і витрат
(модель СOCOMO Боема) на ЖЦ ПЗ [2]. Вони ґрунтуються на статистичних
даних керування програмними проектами. Модель СOCOMO увібрала в себе три
техніки виміру проекту: експертну, алгоритмічну на базі оцінок розміру
системи, моделюючу техніку “позначка-модель”. Боем розвив модель СOCOMO
ще в 70-х роках, використовуючи показники ціни, а також інші
оцінки – персонал, властивості проекту, продукту та середовища [3]. Ця
модель включає оцінку трьох стадій ведення проекту. На першій стадії
будуються прототипи розв’язку задач підвищеного ризику (інтерфейс
користувача, програмне забезпечення, система взаємодії, виконавські
властивості тощо) .
Оскільки на цій стадії розміри проекту передбачити важко, оцінки даються
в термінах так званих об’єктних точок, як наприклад, число баз даних,
число таблиць у базі даних клієнта, відсотки представлення екранів і
повторне використання звітних форм, запозичених з попередніх проектів.
На другій стадії робиться оцінка витрат на проектування і реалізацію
функціональних точок проекту, відображених у вимогах до проекту.
Третя стадія оцінки належить до завершення проектування, коли розмір
системи може визначатися термінами рядків програм й інших чинників.
Для вирішення задач керування ТП проектуванням ІС будемо розглядати
модель процесу проектування ІС, яка включає всі види робіт,
необхідні при виконанні процесу створення, проміжні стани ТП, функції
оцінки ризику, вартості з урахуванням внеску виконавців ( їхнього
інтелекту тощо.), збоїв і ремонту ТС та інше.
Окрім того, в цю модель можуть включатися нормативи, характеристики
операцій, властивості конкретних ТП.
Для формалізації керування ТП пропонується графомовна модель B,
визначена на таких множинах:
1) W = { W1 ,…, W n1 } – множина типів елементарних робіт,
2) S = { S1 ,…, S n2 } – множина станів ТС;
3) L = { L1 ,.., L n3 } – множина ознак кваліфікації
виконавців.
P = { Pij }, i =1, n , j =1, n , де
Pij – імовірність повернення для типу роботи Wi у вершину Zj, тобто
імовірність переробки окремих робіт системи, починаючи з події у вершині
Zj при виявленні помилки чи зміні вимог до ІС під час виконання
деякої роботи типу Wi.
Перші три множини визначаються видом конкретного ТП, що
використовується при проектуванні ІС. Множина Р визначається типом ІС,
що проектується (інформаційні системи, системи організаційного
керування, системи реального часу й ін.).
Граф B = є орієнтованим зв’язаним графом, де
Z – множина вершин, N – множина дуг.
Цей граф має властивості:
– існує єдина вершина графа Z1, з якої дуги тільки виходять,
тобто не існує дуг
(Zj, Z1);
– існує єдина вершина Zh, у яку дуги тільки входять, тобто
не існує дуг виду (Zh, Zj);
– у графі відсутні замкнуті путі, усі путі в ньому прості.
На рис.1 наведено загальний вид графу В [3]. У ньому темними кружками
відзначені початкова і кінцева точки, а на дугах додатково зазначено
час, за який даний вид роботи буде повністю завершений.
Число на дузі може вказувати день завершення процесу. Дугам, що
виходять з початкової вершини і вхідних у заключну вершину, відповідає
часова позначка 0. Ця позначка дозволяє задати на паралельних дугах,
який із процесів виконується раніше (шляхом підсумовування числових
часових міток) і який передує даному процесу та порівняти задане числа
із заданим на рівнобіжній дузі.
Даний метод аналізу називається методом критичної траєкторії і дозволяє
оцінити кожен процес окремо і скласти порівняльні характеристики
декількох дуг проекту. Для проведення аналізу потрібно для кожного
процесу на графі визначити прогнозований чи реальний час його
виконання, а потім знайти різницю між першим і другим часом. Він
обчислюється для усіх вершин графа в напрямку від початкової вершини по
всіх дугах до кінцевої вершини.
У деяких планах можуть бути циклічні шляхи. У цьому випадку
аналіз критичних шляхів ускладнюється, тому що дані щодо тривалості
кожного процесу завжди приблизні. Іншими словами, виходячи з деякої
вірогідної оцінки, визначається деякий часовий інтервал, у межах якого
процес функціонує.
Таким чином, кожен процес описується за допомогою трьох основних
параметрів:
початкова точка процесу;
тривалість (термін) – інтервал часу, за який процес повинен успішно
завершитися;
кінцева точка – одержання результату розробки на ТП.
Кожна вершина визначає подію чи набір подій, що відбулися до входу в
неї, і описуються набором умов початку процесу.
Кінцева точка є контрольною точкою, у якій замовник перевіряє результати
процесу (якість, вартість і ін.) після його завершення.
Граф В задає типовий технологічний маршрут процесу
проектування ІС, тобто він визначає послідовність і час виконання робіт.
Маршрут залежить від виду процесу і типу ІС, яку проектують.
При виникненні різних ситуацій (збої, хвороби тощо) при
виконанні процесу може з’явитися необхідність повернення на попередні
етапи процесу, як це робиться в спіральних моделях для внесення змін
на попередніх етапах розробки.
В зв’язку з цим, визначимо граф повернення V. Це буде граф,
у якого множина вершин збігається з множиною вершин вихідного графу
В, а дуги утворені за таким правилом: дуга (Zi, Zj) існує, якщо
імовірність Pij ( P не нульова.
19
1.2 1.1
13
1.3
12
11 2.1 11
2.2
3.1
10
15
2.3
3.2
5
2.4
0
0
Рис.1 Граф плану з часовими термінами на дугах
_
0
2
i
i
¦
,*.,.D.F.H.J.j.l.‚.„.A.A.E.E.ooooooieieieieieieieiaieieio*?ooooooooooo*?
oooooooEAEo»o»o?o»o«o«o«
H*
H*
NH
&
?????????
H*
9рафом, отриманим із В заміною деяких дуг підграфами з графа V чи з
використанням декількох паралельних дуг.
_
Побудований у такий спосіб граф B може бути мультиграфом, структура
якого залежить від розбивки ІС на окремі підсистеми.
Якщо кожна дуга графа відображається у множину робіт, тоді
одержимо
_
_
схему проекту, тобто це пари , у якій В – граф робіт, ( –
відображення множини дуг N у множину робіт W.
_
Кожній дузі ( роботі ) з множини N графу В поставлено у
відповідність тип роботи процесу, причому кожній дузі, що належить
множини дуг графа V, ставиться у відповідність тип роботи з W. Будемо
вважати, що керування за виконанням робіт буде проводитися по
заздалегідь складеному сітковому графіку:
_
_ ,
де – схема проекту,
( – відображення N у R+ (на множині дійсних
чисел),
( ( Li ) = ( i, i = 1, m. – обсяг роботи L i в
днях.
Дамо тлумачення сітковому графіку.
Нехай є проект, що складається з робіт Lj (j = 1, m). Для
кожної роботи задано обсяг. Подія, що задається вершиною Z1 , означає
початок усіх робіт (дуги виходять з Z1). Кожний проміжний стан Zi
означає закінчення роботи, вхідної до Zi, і початком робіт, вихідної
з Zi. Настання події Zh означає закінчення всіх робіт.
_
Планом проекту називається кортеж , де:
_
1) – сітковий графік,
2) відображення
( : N ( F (s х F(i х F(n х R+ х Р, задане на:
F (s – множині функцій виду (s: S ( N;
F(l – множині функцій виду (l : L ( N;
F(n – множині і функцій виду (n : S х L ( R+;
N – множині натуральних чисел.
Дамо інтерпретацію плану проекту по розробці проекту ІС
відповідно до заданих сітковим графіком і умові, що кожній
дузі поставлено у відповідність
( (li) = , де
(Si (Sj) – кількість ТЗ виду Sj
(Li (S1) – кількість співробітників LJ -кваліфікації,
(ni (VJ) – норми споживання ресурсів виду VJ,
( i – коефіцієнт прискорення робіт при повторному
використанні,
Pi – імовірність існування дуги li.
Таким чином, формалізований опис процесу проектування ІС
можна представити у вигляді кортежу:
_
. (4)
Спираючись на це формалізоване представлення уточнимо
задачі (1)- (3) у термінах запропонованої моделі:
1. Нехай задано план проекту відповідно до (4) і потрібно
визначити для періоду
[t0, T ] з вірогідністю Р імовірність виконання проекту в плановий
термін
_
P(t
і плановий період [t0, T ] :
_
( = ( (B, (, (, ( , to ) (6)
3. Вибрати такий план X (B, (, (, ( , t0), де X =
{X1,…, Xn} ( D, що був би оптимальним щодо обраного критерія К и
сприяв виконанню робіт на інтервалі часу [ to, T].
Як критерій розглянемо :
K (X ) = min T (7)
X(D
де Т – час виконання проекту. Уточнимо цей критерій за
допомогою параметра Rs:
K (X ) = min RS,
S(D
який дорівнює Rs = { r1s ,…, rns }, (s (Si ) ( ris . При S = L,
одержуємо:
K = min RL
(8)
L(D
4. Знайти такий розподіл ресурсів по роботах ( (R), щоб
з імовірністю ( математичне чекання закінчення проекту Т відрізнялося
від планового терміну не більше, ніж на величину з вірогідністю
P ( (M (t) – T ( Література Державний стандарт України. Системи оброблення інформації. РОЗРОБЛЕННЯ СИСТЕМ. Терміни та визначення. ДСТУ 2941–94. Держстандарт України, Київ,1995 Боэм Б.У. Инженерное проектирование программного обеспечения. – М: Радио и связь, 1995. – 511с. Л.П.Бабенко, К.М.Лавріщева. Основи програмної інженерії – К: Знання, 2001 – 269с. Лешек А. Мацящек. Анализ требований и проектирование систем. Разработка информационных систем с использованием UML. Пер. с англ. .– М.:Вильямс, 2002 – 428с Дин Леффингуэлл, Дон Уидриг. Принципы работы с требованиями к программному обеспечению. Унифицированный подход.: Пер. с англ.– М.:Вильямс, 2002– 446с. Перевозчикова О.Л. Сучасні інформаційні технології. К:2002, Інститут економіки та права "Крок". Валькман Ю.Р. Интеллектуальные технологии исследовательского проектирования: формальные системы и семиотические модели. – К: Port–Royal, 1998ю – 250c.. Автоматизированные системы управления. Общие требования. ГОСТ 24.104-85. Саати Т., Кернис К. Аналитическое планирование. Организация систем. – М.: Радио и связь, 1991. – 222с. Типовое положение по планированию, учету и калькулированию себестоимости научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Утв.Пост. Кабинета Министров Украиньї от 20.07.96, № 830 «Баланс» 14(114) 17октября 1996. Типовые нормы времени на програмирование задач для ЭВМ. Постановление от 28.05.1980г. № 122/10-90-М. 1980. Типове положення з планування, обліку і калькулювання собівартості продукції (робіт, послуг) у промисловості. Постанова KM України від 26.04.1996 № 473. («Закон і бізнес» № 41; 42; 43 за 1996р. «Галицькі контракти», «Бізнес» та ін. періодичні видання за вересень - жовтень 1996р Г.Корн, Т.К.Корн. Справочник по математике для научных работников и инженеров. – М: Наука, 1970 – 719с. PAGE PAGE 8
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
